第一章切削加工的基本要素
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通过选定点的 基面位于刀头 实体之内时γo 定为负值。
前角γo
24
通过选定点的 基面位于刀头 实体之外时γo 定为正值；
显而易见
vf=f·n=fz·z·n
mm/s或mm/min
13
1.2 加工表面与切削用量三要素
➢ 背吃刀量ap ：主刀刃与工件切削表面接触长度在主运 动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量 的值。
车削和刨削加工：
背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间垂 直距离，单位为mm。
外圆柱表面车削：
主运动
指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动 的速度即切削速度，用vc （m/s）表示。
进给运动
指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用 进给量（f—mm/r）或进给速度（vf —mm/min）表示。
定位和调整运动
使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调整切削深 度，工件分度等。
◆ 主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完 成，也可以由工件来完成；可以是直线运动（用 T 表示），也可以 是回转运动（用 R 表示）。正是由于上述不同运动形式和不同运动 执行元件的多种组合，产生了不同的加工方法。
表面成形原理图
R
T
车螺纹
板牙
RT
丝锥
RRT RR
铣螺纹
梳形铣 刀
旋风铣
磨螺纹
滚压 7
示例 典型表面加工方法
表1-5 齿形加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
TR
铣齿
指状铣 刀铣齿
成形 磨齿
R/T R RT T
滚齿 插齿
剃齿
R/T R
蜗杆砂轮磨齿
碟形砂轮磨齿
锥形砂轮磨齿
8
1.2 加工表面与切削用量三要素
加工表面
[例]外圆车削：工件作旋转运动，刀具作纵向直线运动→形成外圆表面。
在新表面的形成过程中，工件上有三个依次变化的表面（图1.12）：
待加工表面：即将被切去金属层的表面;
加工表面（过渡表面）：切削刃正在切 削着的表面; 已加工表面：已经切去一部分金属 形成的新表面。
图1-12车削时的切削运动
9
车削时的切削运动
•
10
1.2 加工表面与切削用量三要素
切削用量 vc、f 、 ap 称之为切削用量三要素
11
1.2 加工表面与切削用量三要素
切削用量 vc、f 、 ap 称之为切削用量三要素
➢ 切削速度vc
vc
Dn
1000
式中 n —— 主运动转速（r/s）；
d —— 刀具或工件的最大直径（mm）。
第1章 切削过程的基本要素
本章要点
工件表面的形成方法与 成形运动 加工表面与切削用量 三要素 刀具角度
切削层参数与切削方式 刀具材料
1
1.1 工件表面的形成方法和成形运动
形成方法
➢ 轨迹法 ➢ 成形法 ➢ 相切法 ➢ 展成法
a）轨迹法
b）成形法
c）相切法
d）展成法
图1-4 零件表面成形方法
2
切削加工的成形运动
a）焊接式车刀
b）整体式车刀
图1-14 车刀的结构
c）机夹式车刀
16
1.3.1 刀具结构
前刀面 切屑流过的表面
后刀面 与过渡表面相对的刀具表面 后刀面分为主后刀面与副后刀面
切削刃 前刀面上直接进行切削的边锋 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的
锋边； 副切削刃指前刀面与副后刀面相交的
锋边。
刀尖 可以是主、副刀刃的实际交点， 也可以是主、副刀刃连接起来的一段 刀刃 它可以是圆弧，也可以是直线
3）正交平面 Po ：通 过切削刃选定点垂直 于基面Pr和切削平面 Ps的平面。
正交平面 Po
前刀面 A
副切削刃
基面 Pr
切削平面 Ps 主切削刃
主后刀面
图1-18 车刀正交平面坐标系
19
确定车刀角度的参考平面
vc
•
20
1.3.2 刀具几何角度
21
车刀正交平面坐标系
22
1.3.2 刀具几何角度
刀具标注角度
1）前角γo ➢ 在正交平面内测量，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
γ
′
0
➢是 前 刀 面 与 基 面 的 夹 角。
α0′
A
κr
α0
γ0
κ r′
f
εr
A向
λs
通过选定点的基面位于 刀 头 实 体 之 外 时 γo 定 为 正值；位于刀头实体之 内时γo定为负值。
图1-20 车刀的主要角度
23
通过选定点的 基面位于刀头 实体之外时γo 定为正值；
ap=（dw-dm）/2 mm
钻削加工：
ap=dm/2
mm
上两式中 dm——已加工表面直径（mm）
dw——待加工表面直径（mm）
14
机械制造技术基础 第1章 切削过程的基本要素
1.3 刀具角度
15
1.3.1 刀具结构
车刀
➢ 外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。 ➢ 车刀的切削部分由3个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀 面），2个刀刃（主切削刃和副切削刃）和1个刀尖组成。
若主运动为往复运动时，其平均速度为：
vc
2l nr 1000
式中 nr —— 主运动每秒钟往复次数（str/s）；
l —— 往复运动行程长度（mm）。
12
1.2 加工表面与切削用量三要素
➢ 进给量f：工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时)，
两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为mm/r。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削 工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀 齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前一个刀 齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
17
1.3.1 刀具结构
刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合
图1-14-0 各种刀具切削部分的形状
18
1.3.2 刀具几何角度
刀具标注角度坐标系（正交平面坐标系）
1）基面 Pr ：通过切 削刃选定点与主运动 方向垂直的平面。基 面与刀具底面平行。
2）切削平面 Ps：通 过切削刃选定点与主 切削刃相切且垂直于 基面Pr的平面。
表面成形原理图
RT
RT
TR
R
T
钻
扩
铰
T
T
拉
镗 挤
RRT
内圆磨
无心磨
R T/ R
行星式内圆磨 5
示例 典型表面加工方法
表1-3
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
平面加工方法
表面成形原理图
TT
刨
插
TR
周铣
端铣
平磨
端面平磨
R
T
车
T
拉
6
示例 典型表面加工方法
表1-4 螺纹加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
3
示例 典型表面加工方法
表1-1 外圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
R
T
车削
成形车削
拉削
研磨
RR
铣削
成形磨（横磨）
T/ R R
RRT
R
T/ R
外圆磨
无心磨
车铣加工
滚压加工 4
示例 典型表面加工方法
表1-2 内圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
前角γo
24
通过选定点的 基面位于刀头 实体之外时γo 定为正值；
显而易见
vf=f·n=fz·z·n
mm/s或mm/min
13
1.2 加工表面与切削用量三要素
➢ 背吃刀量ap ：主刀刃与工件切削表面接触长度在主运 动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量 的值。
车削和刨削加工：
背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间垂 直距离，单位为mm。
外圆柱表面车削：
主运动
指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动 的速度即切削速度，用vc （m/s）表示。
进给运动
指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用 进给量（f—mm/r）或进给速度（vf —mm/min）表示。
定位和调整运动
使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调整切削深 度，工件分度等。
◆ 主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完 成，也可以由工件来完成；可以是直线运动（用 T 表示），也可以 是回转运动（用 R 表示）。正是由于上述不同运动形式和不同运动 执行元件的多种组合，产生了不同的加工方法。
表面成形原理图
R
T
车螺纹
板牙
RT
丝锥
RRT RR
铣螺纹
梳形铣 刀
旋风铣
磨螺纹
滚压 7
示例 典型表面加工方法
表1-5 齿形加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
TR
铣齿
指状铣 刀铣齿
成形 磨齿
R/T R RT T
滚齿 插齿
剃齿
R/T R
蜗杆砂轮磨齿
碟形砂轮磨齿
锥形砂轮磨齿
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1.2 加工表面与切削用量三要素
加工表面
[例]外圆车削：工件作旋转运动，刀具作纵向直线运动→形成外圆表面。
在新表面的形成过程中，工件上有三个依次变化的表面（图1.12）：
待加工表面：即将被切去金属层的表面;
加工表面（过渡表面）：切削刃正在切 削着的表面; 已加工表面：已经切去一部分金属 形成的新表面。
图1-12车削时的切削运动
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车削时的切削运动
•
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1.2 加工表面与切削用量三要素
切削用量 vc、f 、 ap 称之为切削用量三要素
11
1.2 加工表面与切削用量三要素
切削用量 vc、f 、 ap 称之为切削用量三要素
➢ 切削速度vc
vc
Dn
1000
式中 n —— 主运动转速（r/s）；
d —— 刀具或工件的最大直径（mm）。
第1章 切削过程的基本要素
本章要点
工件表面的形成方法与 成形运动 加工表面与切削用量 三要素 刀具角度
切削层参数与切削方式 刀具材料
1
1.1 工件表面的形成方法和成形运动
形成方法
➢ 轨迹法 ➢ 成形法 ➢ 相切法 ➢ 展成法
a）轨迹法
b）成形法
c）相切法
d）展成法
图1-4 零件表面成形方法
2
切削加工的成形运动
a）焊接式车刀
b）整体式车刀
图1-14 车刀的结构
c）机夹式车刀
16
1.3.1 刀具结构
前刀面 切屑流过的表面
后刀面 与过渡表面相对的刀具表面 后刀面分为主后刀面与副后刀面
切削刃 前刀面上直接进行切削的边锋 主切削刃指前刀面与主后刀面相交的
锋边； 副切削刃指前刀面与副后刀面相交的
锋边。
刀尖 可以是主、副刀刃的实际交点， 也可以是主、副刀刃连接起来的一段 刀刃 它可以是圆弧，也可以是直线
3）正交平面 Po ：通 过切削刃选定点垂直 于基面Pr和切削平面 Ps的平面。
正交平面 Po
前刀面 A
副切削刃
基面 Pr
切削平面 Ps 主切削刃
主后刀面
图1-18 车刀正交平面坐标系
19
确定车刀角度的参考平面
vc
•
20
1.3.2 刀具几何角度
21
车刀正交平面坐标系
22
1.3.2 刀具几何角度
刀具标注角度
1）前角γo ➢ 在正交平面内测量，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
γ
′
0
➢是 前 刀 面 与 基 面 的 夹 角。
α0′
A
κr
α0
γ0
κ r′
f
εr
A向
λs
通过选定点的基面位于 刀 头 实 体 之 外 时 γo 定 为 正值；位于刀头实体之 内时γo定为负值。
图1-20 车刀的主要角度
23
通过选定点的 基面位于刀头 实体之外时γo 定为正值；
ap=（dw-dm）/2 mm
钻削加工：
ap=dm/2
mm
上两式中 dm——已加工表面直径（mm）
dw——待加工表面直径（mm）
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机械制造技术基础 第1章 切削过程的基本要素
1.3 刀具角度
15
1.3.1 刀具结构
车刀
➢ 外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。 ➢ 车刀的切削部分由3个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀 面），2个刀刃（主切削刃和副切削刃）和1个刀尖组成。
若主运动为往复运动时，其平均速度为：
vc
2l nr 1000
式中 nr —— 主运动每秒钟往复次数（str/s）；
l —— 往复运动行程长度（mm）。
12
1.2 加工表面与切削用量三要素
➢ 进给量f：工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时)，
两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为mm/r。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削 工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀 齿的进给量fz，即后一个刀齿相对于前一个刀 齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
17
1.3.1 刀具结构
刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合
图1-14-0 各种刀具切削部分的形状
18
1.3.2 刀具几何角度
刀具标注角度坐标系（正交平面坐标系）
1）基面 Pr ：通过切 削刃选定点与主运动 方向垂直的平面。基 面与刀具底面平行。
2）切削平面 Ps：通 过切削刃选定点与主 切削刃相切且垂直于 基面Pr的平面。
表面成形原理图
RT
RT
TR
R
T
钻
扩
铰
T
T
拉
镗 挤
RRT
内圆磨
无心磨
R T/ R
行星式内圆磨 5
示例 典型表面加工方法
表1-3
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
平面加工方法
表面成形原理图
TT
刨
插
TR
周铣
端铣
平磨
端面平磨
R
T
车
T
拉
6
示例 典型表面加工方法
表1-4 螺纹加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
3
示例 典型表面加工方法
表1-1 外圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
R
T
车削
成形车削
拉削
研磨
RR
铣削
成形磨（横磨）
T/ R R
RRT
R
T/ R
外圆磨
无心磨
车铣加工
滚压加工 4
示例 典型表面加工方法
表1-2 内圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动